Parallell ATA - Parallel ATA

Parallell ATA

To ATA hovedkortkontakter til venstre, med en ATA -kontakt til høyre.
Type	Kobling til intern lagringsenhet
Produksjonshistorie
Designer	Western Digital & Compaq , senere forbedret av mange andre
Designet	1986
Erstattet av	Seriell ATA (2003)
Generelle spesifikasjoner
Varm pluggbar	Nei
Utvendig	Nei
Kabel	40 eller 80 leder båndkabel
Pinner	40
Data
Bredde	16 biter
Bithastighet	Halv dupleks : maks 8,3 MB/s opprinnelig senere 33, 66, 100 og 133 MB/s
Maks. enheter	To
Protokoll	Parallell
Pin ut
Pin 1		Nullstille
Pin 2		Bakke
Pin 3		Data 7
Pin 4		Data 8
Pin 5		Data 6
Pin 6		Data 9
Pin 7		Data 5
Pin 8		Data 10
Pin 9		Data 4
Pin 10		Data 11
Pin 11		Data 3
Pin 12		Data 12
Pin 13		Data 2
Pin 14		Data 13
Pin 15		Data 1
Pin 16		Data 14
Pin 17		Data 0
Pin 18		Data 15
Pin 19		Bakke
Pin 20		Nøkkel eller VCC_in
Pin 21		DDRQ
Pin 22		Bakke
Pin 23		Jeg/O skriver
Pin 24		Bakke
Pin 25		Jeg/jeg leser
Pin 26		Bakke
Pin 27		IOCHRDY
Pin 28		Velg kabel
Pin 29		DDACK
Pin 30		Bakke
Pin 31		IRQ
Pin 32		Ingen tilkobling
Pin 33		Addr 1
Pin 34		GPIO_DMA66_Detect
Pin 35		Addr 0
Pin 36		Addr 2
Pin 37		Chip velg 1P
Pin 38		Chip select 3P
Pin 39		Aktivitet
Pin 40		Bakke

Parallell ATA ( PATA ), opprinnelig i innfesting , også kjent som ATA eller IDE er standard grensesnitt for IBM- PC. Den ble først utviklet av Western Digital og Compaq i 1986 for kompatible harddisker og CD- eller DVD -stasjoner. Tilkoblingen brukes til lagringsenheter som harddiskstasjoner , diskettstasjoner og optiske stasjoner i datamaskiner .

Standarden opprettholdes av X3/ INCITS -komiteen . Den bruker de underliggende AT Attachment ( ATA ) og AT Attachment Packet Interface ( ATAPI ) standardene.

Parallel ATA -standarden er et resultat av en lang historie med inkrementell teknisk utvikling, som begynte med det originale AT Attachment -grensesnittet, utviklet for bruk i tidlig PC AT -utstyr. Selve ATA -grensesnittet utviklet seg i flere stadier fra Western Digitals originale Integrated Drive Electronics ( IDE ) grensesnitt. Som et resultat er mange nær-synonymer for ATA/ATAPI og dens tidligere inkarnasjoner fortsatt vanlig uformell bruk, spesielt Extended IDE ( EIDE ) og Ultra ATA ( UATA ). Etter introduksjonen av Serial ATA (SATA) i 2003, ble den opprinnelige ATA omdøpt til Parallel ATA, eller PATA for kort.

Parallelle ATA -kabler har en maksimal tillatt lengde på 457 mm. På grunn av denne grensen fremstår teknologien normalt som et internt lagringsgrensesnitt for datamaskiner. I mange år ga ATA det vanligste og billigste grensesnittet for denne applikasjonen. Den har i stor grad blitt erstattet av SATA i nyere systemer.

Historie og terminologi

Standarden ble opprinnelig oppfattet som "AT Bus Attachment", offisielt kalt "AT Attachment" og forkortet "ATA" fordi hovedfunksjonen var en direkte forbindelse til 16-biters ISA-bussen som ble introdusert med IBM PC/AT . De originale ATA -spesifikasjonene publisert av standardkomiteene bruker navnet "AT Attachment". "AT" i IBM PC/AT refererte til "Advanced Technology", så ATA har også blitt referert til som "Advanced Technology Attachment". Da en nyere Serial ATA (SATA) ble introdusert i 2003, ble den opprinnelige ATA omdøpt til Parallel ATA, eller PATA for kort.

Fysiske ATA -grensesnitt ble en standardkomponent på alle PC -er, opprinnelig på vertsbussadaptere, noen ganger på et lydkort, men til slutt som to fysiske grensesnitt innebygd i en Southbridge -brikke på et hovedkort. Kalt "primære" og "sekundære" ATA-grensesnitt, ble de tildelt basisadresser 0x1F0 og 0x170 på ISA buss -systemer. De ble erstattet av SATA -grensesnitt.

IDE og ATA-1

Eksempel på et 1992 80386 PC -hovedkort med ingenting innebygd annet enn minne, tastatur, prosessor, hurtigbuffer, sanntidsklokke og spor. Slike grunnleggende hovedkort kunne ha blitt utstyrt med enten ST-506 eller ATA-grensesnittet, men vanligvis ikke begge deler. Et enkelt 2-stasjons ATA-grensesnitt og et diskettgrensesnitt ble lagt til dette systemet via 16-biters ISA-kortet.

Den første versjonen av det som nå kalles ATA/ATAPI -grensesnittet ble utviklet av Western Digital under navnet Integrated Drive Electronics (IDE). Sammen med Control Data Corporation (harddiskprodusenten) og Compaq Computer (den første kunden) utviklet de kontakten, signalprotokollene og så videre, med målet om å forbli programvare kompatibel med det eksisterende ST-506- harddiskgrensesnittet. De første slike stasjonene dukket opp internt i Compaq -PCer i 1986. og ble først tilbudt separat av Conner Peripherals som CP342 i juni 1987.

Begrepet Integrated Drive Electronics refererer ikke bare til kontakten og grensesnittdefinisjonen, men også til det faktum at stasjonskontrolleren er integrert i stasjonen, i motsetning til en separat kontroller på eller koblet til hovedkortet . Grensesnittkortene som brukes til å koble en parallell ATA -stasjon til for eksempel et PCI -spor, er ikke stasjonskontrollere: de er bare broer mellom vertsbussen og ATA -grensesnittet . Siden det originale ATA-grensesnittet egentlig bare er en 16-biters ISA-buss i forkledning, var broen spesielt enkel i tilfelle en ATA-kontakt var plassert på et ISA-grensesnittkort. Den integrerte kontrolleren presenterte stasjonen for vertsmaskinen som en rekke 512-byte blokker med et relativt enkelt kommandogrensesnitt. Dette avlastet hovedkortet og grensesnittkortene i vertsdatamaskinen for gjøremålene ved å tråkke diskhodearmen, flytte hodearmen inn og ut, og så videre, som måtte gjøres med tidligere ST-506- og ESDI- harddisker. Alle disse lavnivådetaljene om den mekaniske driften av stasjonen ble nå håndtert av kontrolleren på selve stasjonen. Dette eliminerte også behovet for å designe en enkelt kontroller som kunne håndtere mange forskjellige typer stasjoner, siden kontrolleren kan være unik for stasjonen. Verten trenger bare å be om at en bestemt sektor, eller blokk, leses eller skrives, og enten godtar dataene fra stasjonen eller sender dataene til den.

Grensesnittet som ble brukt av disse stasjonene ble standardisert i 1994 som ANSI-standard X3.221-1994, AT Attachment Interface for Disk Drives . Etter at senere versjoner av standarden ble utviklet, ble dette kjent som "ATA-1".

En kortvarig, sjelden brukt implementering av ATA ble opprettet for IBM XT og lignende maskiner som brukte 8-biters versjon av ISA-bussen. Det har blitt referert til som "XT-IDE" , "XTA" eller "XT Attachment".

EIDE og ATA-2

I 1994, omtrent samtidig som ATA-1-standarden ble vedtatt, introduserte Western Digital stasjoner under et nyere navn, Enhanced IDE (EIDE). Disse inkluderte de fleste funksjonene i den kommende ATA-2-spesifikasjonen og flere ekstra forbedringer. Andre produsenter introduserte sine egne varianter av ATA-1, for eksempel "Fast ATA" og "Fast ATA-2".

Den nye versjonen av ANSI-standarden, AT Attachment Interface with Extensions ATA-2 (X3.279-1996), ble godkjent i 1996. Den inkluderte de fleste funksjonene i de produsentspesifikke variantene.

ATA-2 var også den første som la merke til at andre enheter enn harddisker kunne kobles til grensesnittet:

3.1.7 Enhet: Enheten er en ekstern lagringsenhet. Tradisjonelt har en enhet på ATA -grensesnittet vært en harddiskstasjon, men enhver form for lagringsenhet kan plasseres på ATA -grensesnittet forutsatt at den overholder denne standarden.

-  AT Attachment Interface med Extensions (ATA-2) , side 2

ATAPI

Som nevnt i de foregående seksjonene, var ATA opprinnelig designet for, og jobbet bare med harddiskstasjoner og enheter som kunne etterligne dem. Innføringen av ATAPI (ATA Packet Interface) av en gruppe kalt Small Form Factor Committee (SFF) tillot ATA å bli brukt til en rekke andre enheter som krever funksjoner utover det som er nødvendig for harddiskstasjoner. For eksempel trenger enhver flyttbar medieenhet en "media eject" -kommando og en måte for verten å avgjøre om mediet er tilstede, og disse ble ikke gitt i ATA -protokollen.

Small Form Factor -komiteen nærmet seg dette problemet ved å definere ATAPI, "ATA Packet Interface". ATAPI er faktisk en protokoll som lar ATA -grensesnittet bære SCSI -kommandoer og svar; Derfor er alle ATAPI -enheter faktisk "snakker SCSI" annet enn ved det elektriske grensesnittet. Faktisk var noen tidlige ATAPI -enheter ganske enkelt SCSI -enheter med en ATA/ATAPI til SCSI -protokollomformer lagt til. SCSI -kommandoene og svarene er innebygd i "pakker" (derav "ATA Packet Interface") for overføring på ATA -kabelen. Dette gjør at en hvilken som helst enhetsklasse som et SCSI -kommandosett er definert for, kan grensesnittes via ATA/ATAPI.

ATAPI -enheter "snakker også ATA", ettersom ATAs fysiske grensesnitt og protokoll fortsatt brukes til å sende pakkene. På den annen side bruker ikke ATA -harddisker og solid state -stasjoner ATAPI.

ATAPI-enheter inkluderer CD-ROM- og DVD-ROM- stasjoner, båndstasjoner og store disketter som Zip- og SuperDisk-stasjoner .

SCSI-kommandoene og svarene som brukes av hver klasse av ATAPI-enheter (CD-ROM, tape, etc.) er beskrevet i andre dokumenter eller spesifikasjoner som er spesifikke for disse enhetsklassene og er ikke innenfor ATA/ATAPI eller T13- komiteens virke. Ett vanlig brukt sett er definert i MMC SCSI -kommandosettet.

ATAPI ble adoptert som en del av ATA i INCITS 317-1998, AT Attachment with Packet Interface Extension (ATA/ATAPI-4) .

UDMA og ATA-4

ATA/ATAPI-4-standarden introduserte også flere "Ultra DMA" overføringsmoduser. Disse støttet opprinnelig hastigheter fra 16 MByte/s til 33 MByte/sekund. I senere versjoner ble det lagt til raskere Ultra DMA-moduser, noe som krevde nye 80-ledningskabler for å redusere samtaler. De siste versjonene av Parallel ATA støtter opptil 133 MByte/s.

Ultra ATA

Ultra ATA, forkortet UATA, er en betegnelse som hovedsakelig har blitt brukt av Western Digital for forskjellige hastighetsforbedringer til ATA/ATAPI -standardene. For eksempel publiserte Western Digital i 2000 et dokument som beskriver "Ultra ATA/100", noe som førte til ytelsesforbedringer for den nåværende ATA/ATAPI-5-standarden ved å forbedre maksimalhastigheten til det parallelle ATA-grensesnittet fra 66 til 100 MB/s. De fleste av Western Digitals endringer, sammen med andre, ble inkludert i ATA/ATAPI-6-standarden (2002).

Gjeldende terminologi

Begrepene "integrert drivelektronikk" (IDE), "forbedret IDE" og "EIDE" har blitt brukt om hverandre med ATA (nå Parallel ATA eller PATA).

I tillegg har det blitt markedsført flere generasjoner med "EIDE" -stasjoner, i samsvar med forskjellige versjoner av ATA -spesifikasjonen. En tidlig "EIDE" -stasjon kan være kompatibel med ATA-2, mens en senere med ATA-6.

Likevel vil en forespørsel om en "IDE" eller "EIDE" -stasjon fra en leverandør av datamaskindeler nesten alltid gi en stasjon som vil fungere med de fleste parallelle ATA -grensesnitt.

En annen vanlig bruk er å referere til spesifikasjonsversjonen med den raskeste modusen som støttes. For eksempel støttet ATA-4 Ultra DMA-moduser 0 til 2, sistnevnte gir en maksimal overføringshastighet på 33 megabyte per sekund. ATA-4-stasjoner kalles derfor noen ganger "UDMA-33" -stasjoner, og noen ganger "ATA-33" -stasjoner. På samme måte introduserte ATA-6 en maksimal overføringshastighet på 100 megabyte per sekund, og noen stasjoner som overholder denne versjonen av standarden markedsføres som "PATA/100" -stasjoner.

x86 BIOS -størrelsesbegrensninger

I utgangspunktet ble størrelsen på en ATA -stasjon lagret i system x86 BIOS ved hjelp av et typetall (1 til 45) som forhåndsdefinerte C/H/S -parametrene og også ofte landingssonen, der stasjonshodene er parkert mens de ikke er i bruk. Senere ble et "brukerdefinerbart" format kalt C/H/S eller sylindere, hoder, sektorer gjort tilgjengelig. Disse tallene var viktige for det tidligere ST-506-grensesnittet, men var generelt meningsløse for ATA-CHS-parameterne for senere ATA store stasjoner spesifiserte ofte et umulig høyt antall hoder eller sektorer som faktisk ikke definerte den interne fysiske utformingen av stasjonen i det hele tatt . Fra starten og opp til ATA-2 måtte hver bruker eksplisitt angi hvor stor hver tilkoblet stasjon var. Fra og med ATA-2 ble en "identifiser stasjon" -kommando implementert som kan sendes og som vil returnere alle stasjonsparametere.

På grunn av mangel på framsyn fra hovedkortprodusentene, ble system -BIOS ofte hindret av kunstige C/H/S -størrelsesbegrensninger på grunn av at produsenten antok at visse verdier aldri ville overstige et bestemt numerisk maksimum.

Den første av disse BIOS -grensene skjedde når ATA -stasjoner nådde størrelser som overstiger 504 MiB , fordi noen hovedkort -BIOSer ikke ville tillate C/H/S -verdier over 1024 sylindere, 16 hoder og 63 sektorer. Multiplisert med 512 byte per sektor, utgjør dette 528 482 304 byte som, delt med 1 048 576 byte per MiB , tilsvarer 504 MiB (528 MB ).

Den andre av disse BIOS-begrensningene skjedde på 1024 sylindere , 256 hoder og 63 sektorer , og en feil i MS-DOS og MS-Windows 95 begrenset antall hoder til 255. Dette utgjør til 8 422 686 720 byte (8032,5 MiB ) , ofte referert til som 8,4 gigabyte barrieren. Dette er igjen en grense pålagt av x86 BIOSer, og ikke en grense pålagt av ATA -grensesnittet.

Det ble til slutt bestemt at disse størrelsesbegrensningene kunne overstyres med et lite program som ble lastet inn ved oppstart fra en harddiskes oppstartssektor. Noen harddiskprodusenter, for eksempel Western Digital, begynte å inkludere disse overstyringsverktøyene med nye store harddisker for å overvinne disse problemene. Men hvis datamaskinen ble startet på en annen måte uten å laste det spesielle verktøyet, ville de ugyldige BIOS -innstillingene bli brukt, og stasjonen kan enten være utilgjengelig eller virke skadet for operativsystemet.

Senere ble en utvidelse av x86 BIOS -disktjenestene kalt " Enhanced Disk Drive " (EDD) gjort tilgjengelig, noe som gjør det mulig å adressere stasjoner så store som 2 ⁶⁴ sektorer.

Grenser for grensesnittstørrelse

Det første stasjonsgrensesnittet brukte 22-biters adressemodus som resulterte i en maksimal stasjonskapasitet på to gigabyte. Senere brukte den første formaliserte ATA-spesifikasjonen en 28-biters adressemodus gjennom LBA28 , noe som muliggjorde adressering av 2 ²⁸ ( 268 435 456 ) sektorer (blokker) på 512 byte hver, noe som resulterte i en maksimal kapasitet på 128  GiB (137  GB ) .

ATA-6 introduserte 48-biters adressering, og økte grensen til 128  PiB (144  PB ). Som en konsekvens må enhver ATA-stasjon med kapasitet større enn omtrent 137 GB være en ATA-6 eller nyere stasjon. Å koble en slik stasjon til en vert med et ATA-5 eller tidligere grensesnitt vil begrense den brukbare kapasiteten til maksimum av grensesnittet.

Noen operativsystemer, inkludert Windows XP pre-SP1, og Windows 2000 pre-SP3, deaktiverer LBA48 som standard, og krever at brukeren tar ekstra skritt for å bruke hele kapasiteten til en ATA-stasjon større enn ca 137 gigabyte.

Eldre operativsystemer, for eksempel Windows 98 , støtter ikke 48-biters LBA i det hele tatt. Medlemmer av tredjepartsgruppen MSFN har imidlertid endret Windows 98-diskdriverne for å legge til uoffisiell støtte for 48-biters LBA til Windows 95 OSR2 , Windows 98 , Windows 98 SE og Windows ME .

Noen 16-biters og 32-biters operativsystemer som støtter LBA48 støtter kanskje fortsatt ikke disker som er større enn 2 TiB på grunn av bare 32-biters regning; en begrensning som også gjelder for mange oppstartssektorer .

Forrang og foreldelse

Parallell ATA (da ganske enkelt kalt ATA eller IDE) ble det primære lagringsenhetsgrensesnittet for PC -er like etter introduksjonen. I noen systemer ble det levert et tredje og fjerde hovedkortgrensesnitt, slik at opptil åtte ATA -enheter kan festes til hovedkortet. Ofte ble disse ekstra kontaktene implementert av rimelige RAID -kontrollere.

Rett etter introduksjonen av Serial ATA (SATA) i 2003 avtok bruken av Parallel ATA. De første hovedkortene med innebygde SATA-grensesnitt hadde vanligvis bare en enkelt PATA-kontakt (for opptil to PATA-enheter), sammen med flere SATA-kontakter. Noen PCer og bærbare datamaskiner i tiden har en SATA -harddisk og en optisk stasjon koblet til PATA.

Fra 2007 hadde noen PC -brikkesett , for eksempel Intel ICH10, fjernet støtte for PATA. Hovedkortleverandører som fortsatt ønsker å tilby Parallel ATA med disse brikkesettene må inneholde en ekstra grensesnittbrikke. I nyere datamaskiner brukes Parallel ATA -grensesnittet sjelden, selv om det er tilstede, da fire eller flere serielle ATA -kontakter vanligvis er tilgjengelig på hovedkortet, og SATA -enheter av alle typer er vanlige.

Etter at Western Digital trakk seg fra PATA -markedet, var harddisker med PATA -grensesnitt ikke lenger i produksjon etter desember 2013 for andre enn spesialprogrammer.

Parallelt ATA -grensesnitt

Parallelle ATA -kabler overfører data 16 bits om gangen. Den tradisjonelle kabelen bruker 40-pinners hunnkontakter festet til en 40- eller 80-leder båndkabel . Hver kabel har to eller tre kontakter, hvorav den ene kobles til en vertsadapter som grensesnitt med resten av datasystemet. De resterende kontaktene kobles til lagringsenheter, vanligvis harddisker eller optiske stasjoner. Hver kontakt har 39 fysiske pinner ordnet i to rader, med et mellomrom eller en nøkkel ved pinne 20.

Runde parallelle ATA -kabler (i motsetning til båndkabler) ble til slutt gjort tilgjengelig for ' case modders ' av kosmetiske årsaker, så vel som påstander om forbedret datakjøling og var lettere å håndtere; Imidlertid støttes bare båndkabler av ATA -spesifikasjonene.

Pin 20

I ATA -standarden er pin 20 definert som en mekanisk nøkkel og brukes ikke. Denne pinnens sokkel på hunkontakten er ofte blokkert, noe som krever at pinne 20 utelates fra hannkabelen eller stikkontakten; det er derfor umulig å koble det til på feil måte.

Noen flash -minnestasjoner kan imidlertid bruke pin 20 som VCC_in for å drive stasjonen uten å kreve en spesiell strømkabel; denne funksjonen kan bare brukes hvis utstyret støtter denne bruken av pin 20.

Pin 28

Pin 28 på den grå (slave/midtre) kontakten på en 80-lederkabel er ikke festet til noen leder av kabelen. Den er normalt festet på de svarte (hoveddrevenden) og blå (hovedkortenden) -kontaktene. Dette muliggjør kabelvalgfunksjonalitet .

Pin 34

Pinne 34 er koblet til jord inne i den blå kontakten på en 80-lederkabel, men ikke festet til noen leder av kabelen, noe som muliggjør deteksjon av en slik kabel. Den er normalt festet på de grå og svarte kontaktene.

44-pinners variant

En 44-pinners variant PATA-kontakt brukes for 2,5-tommers stasjoner inne i bærbare datamaskiner. Pinnene er nærmere hverandre og kontakten er fysisk mindre enn 40-pinners kontakten. De ekstra pinnene bærer kraft.

80-leder variant

80 -pinners parallelt ATA -grensesnitt på en 1,8 "harddisk

ATAs kabler har hatt 40 ledere i det meste av sin historie (44 ledere for den mindre formfaktorversjonen som ble brukt til 2,5 "stasjoner-de fire ekstra for strøm), men en 80-lederversjon dukket opp med introduksjonen av UDMA/66- modus . Alle de ekstra lederne i den nye kabelen er grunner , sammenflettet med signallederne for å redusere effekten av kapasitiv kobling mellom nabosignalledere, og redusere krysstale . Kapasitiv kobling er mer et problem ved høyere overføringshastigheter, og denne endringen var nødvendig for å gjøre 66 megabyte per sekund (MB/s) overføringshastighet for UDMA4 til å fungere pålitelig. De raskere UDMA5- og UDMA6- modusene krever også 80-lederkabler.

Sammenligning mellom ATA-kabler: 40-leder båndkabel (øverst) og 80-leder båndkabel (nederst). I begge tilfeller brukes en 40-pinners hunnkontakt.

Selv om antallet ledere doblet seg, forblir antall kontaktpinner og pinout det samme som 40-lederkabler, og kontaktens ytre utseende er identisk. Internt er kontaktene forskjellige; kontaktene for 80-lederkabelen kobler et større antall jordledere til jordpinnene, mens kontaktene for 40-lederkabelen kobler jordledere til jordpinner en-til-en. 80-lederkabler leveres vanligvis med tre forskjellige fargede kontakter (blå, svart og grå for henholdsvis kontroller, hovedstasjon og slave-stasjon) i motsetning til jevnt fargede 40-lederkabels kontakter (vanligvis alle grå). Den grå kontakten på 80-lederkabler har pin 28 CSEL ikke tilkoblet, noe som gjør den til slaveposisjon for stasjoner som er konfigurert kabelvalg.

Forskjeller mellom kontakter

Forskjeller mellom kontakter

Bildet til høyre viser PATA -kontakter etter fjerning av strekkavlastning, deksel og kabel. Pinne en er nederst til venstre på kontaktene, pinne 2 er øverst til venstre osv., Bortsett fra at det nedre bildet av den blå kontakten viser utsikten fra motsatt side, og pinne en er øverst til høyre.

Koblingen er en isolasjonsforskyvningskontakt : hver kontakt består av et par punkter som sammen gjennomborer isolasjon av båndkabelen med en slik presisjon at de oppretter en forbindelse til ønsket leder uten å skade isolasjonen på de nærliggende lederne. Den midterste raden av kontakter er alle koblet til den vanlige jordbussen og festes til oddetallede ledere på kabelen. Den øverste raden av kontakter er kontaktene med partall (med par med stikkontaktens partall) og festes til hver annen partalleder på kabelen. Den nederste raden av kontakter er stikkontaktene med oddetall på kontakten (som passer med de ulige nummererte pinnene på beholderen) og festes til de gjenværende partallederne på kabelen.

Legg merke til tilkoblingene til fellesbussen fra stikkontakter 2 (øverst til venstre), 19 (midtre nederste rad), 22, 24, 26, 30 og 40 på alle kontakter. Vær også oppmerksom på (forstørret detalj, nederst, sett fra motsatt side av kontakten) at stikkontakt 34 på den blå kontakten ikke kommer i kontakt med noen leder, men i motsetning til kontakt 34 på de to andre kontaktene, kobles den til den felles jordbussen. På den grå kontakten, merk at stikkontakt 28 mangler helt, slik at pinne 28 på stasjonen som er festet til den grå kontakten vil være åpen. På den svarte kontakten er stikkontaktene 28 og 34 helt normale, slik at pinnene 28 og 34 på stasjonen som er festet til den svarte kontakten, blir koblet til kabelen. Pinne 28 på den svarte stasjonen når pinne 28 på vertskontakten, men ikke pinne 28 på den grå stasjonen, mens pinne 34 på den svarte stasjonen når pinnen 34 på den grå stasjonen, men ikke pinnen 34 på verten. I stedet er pin 34 på verten jordet.

Standarden dikterer fargekodede kontakter for enkel identifisering av både installatør og kabelprodusent. Alle tre kontaktene er forskjellige fra hverandre. Den blå (verts) kontakten har kontakten for pinne 34 koblet til bakken inne i kontakten, men ikke festet til noen leder av kabelen. Siden de gamle 40 lederkablene ikke jorder pinne 34, indikerer tilstedeværelsen av en jordforbindelse at en 80 -lederkabel er installert. Lederen for pinne 34 er festet normalt på de andre typene og er ikke jordet. Installasjon av kabelen bakover (med den svarte kontakten på hovedkortet, den blå kontakten på den eksterne enheten og den grå kontakten på senterenheten) vil jordet pinne 34 på den eksterne enheten og koble vertstappen 34 til pin 34 i midten enhet. Den grå midtkontakten utelater tilkoblingen til pinne 28, men kobler pinne 34 normalt, mens den svarte endekontakten forbinder begge pinnene 28 og 34 normalt.

Flere enheter på en kabel

Hvis to enheter er koblet til en enkelt kabel, må den ene betegnes som enhet 0 (tidligere, vanligvis betegnet master ) og den andre som enhet 1 (tidligere, vanligvis betegnet som slave ). Dette skillet er nødvendig for å tillate begge stasjonene å dele kabelen uten konflikt. Den Device 0 stasjon er stasjonen som vanligvis vises "første" til datamaskinens BIOS og / eller operativsystemet . I de fleste personlige datamaskiner er stasjonene ofte betegnet som "C:" for enhet 0 og "D:" for enhet 1, og refererer til en aktiv primærpartisjon på hver.

Begrepene enhet og stasjon brukes om hverandre i bransjen, som i hovedstasjonen eller hovedenheten.

Modusen som en enhet må bruke, er ofte angitt av en jumper -innstilling på selve enheten, som må settes manuelt til Device 0 ( Primary / Master ) eller Device 1 ( Secondary / Slave ). Hvis det er en enkelt enhet på en kabel, bør den konfigureres som enhet 0 . Noen stasjoner i visse epoker har imidlertid en spesiell innstilling kalt Single for denne konfigurasjonen (spesielt Western Digital). Avhengig av maskinvare og programvare som er tilgjengelig, vil en enkelt stasjon på en kabel ofte fungere pålitelig, selv om den er konfigurert som enhet 1 -stasjon (oftest sett der en optisk stasjon er den eneste enheten på det sekundære ATA -grensesnittet).

Ordene primær og sekundær refererer vanligvis til de to IDE -kablene, som kan ha to stasjoner hver (primær master, primær slave, sekundær master, sekundær slave).

Velg kabel

En kjøremodus kalt cable select ble beskrevet som valgfri i ATA-1 og har kommet i ganske utbredt bruk med ATA-5 og senere. En stasjon som er satt til "kabelvalg" konfigurerer seg automatisk som enhet 0 eller enhet 1 , i henhold til posisjonen på kabelen. Kabelvalg styres av pin 28. Vertskortet begrenser denne pinnen; hvis en enhet ser at pinnen er jordet, blir den enhet 0 -enheten; hvis den ser at pinne 28 er åpen, blir enheten til enhet 1 -enhet.

Denne innstillingen velges vanligvis av en jumperinnstilling på stasjonen kalt "kabelvalg", vanligvis merket CS , som er atskilt fra innstillingen Device 0/1 .

Vær oppmerksom på at hvis to stasjoner er konfigurert som enhet 0 og enhet 1 manuelt, trenger ikke denne konfigurasjonen å svare til posisjonen på kabelen. Pinne 28 brukes bare for å la stasjonene vite posisjonen på kabelen; det brukes ikke av verten når du kommuniserer med stasjonene.

Med 40-lederkabelen var det veldig vanlig å implementere kabelvalg ved ganske enkelt å kutte tappen 28-ledningen mellom de to enhetskontaktene; sette enheten 1 på slutten av kabelen og enheten 0 på den midtre kontakten. Denne ordningen ble til slutt standardisert i senere versjoner. Hvis det bare er en enhet på en 2-stasjons kabel, som bruker midtkontakten, resulterer dette i en ubrukt kabelstubbe, noe som er uønsket av fysiske bekvemmeligheter og elektriske årsaker. Stubben forårsaker signalrefleksjoner , spesielt ved høyere overføringshastigheter.

Fra og med 80-lederkabelen som er definert for bruk i ATAPI5/UDMA4, går Device 0- enheten lengst fra vertsenden av 18-tommers (460 mm) kabelen på den svarte kontakten, og slavenhet 1 går på den grå midtkontakten, og den blå kontakten går til verten (f.eks. hovedkort -IDE -kontakt eller IDE -kort). Så hvis det bare er en ( enhet 0 ) enhet på en to-stasjons kabel, som bruker den svarte kontakten, er det ingen kabelstubbe som forårsaker refleksjoner. Også kabelvalg er nå implementert i enhetskontakten på enhet 1 , vanligvis bare ved å utelate kontakten fra kontaktdelen.

Serialisert, overlappet og i kø

De parallelle ATA-protokollene opp gjennom ATA-3 krever at når en kommando er gitt på et ATA-grensesnitt, må den fullføres før en eventuell påfølgende kommando kan gis. Operasjoner på enhetene må være serialisert‍ - ‌med bare en operasjon i gang om gangen‍ - ithmed hensyn til ATA -vertsgrensesnittet. En nyttig mental modell er at vertens ATA -grensesnitt er opptatt med den første forespørselen i hele sin varighet, og derfor ikke kan bli fortalt om en annen forespørsel før den første er fullført. Funksjonen med å serialisere forespørsler til grensesnittet utføres vanligvis av en enhetsdriver i vertsoperativsystemet.

ATA-4 og påfølgende versjoner av spesifikasjonen har inkludert et "overlappet funksjonssett" og et "køfunksjonssett" som valgfrie funksjoner, begge får navnet " Tagged Command Queuing " (TCQ), en referanse til et sett med funksjoner fra SCSI som ATA -versjonen prøver å etterligne. Støtte for disse er imidlertid ekstremt sjelden i faktiske parallelle ATA -produkter og enhetsdrivere fordi disse funksjonssettene ble implementert på en slik måte at de opprettholder programvarekompatibilitet med sin arv som opprinnelig en forlengelse av ISA -bussen. Denne implementeringen resulterte i overdreven CPU -utnyttelse som i stor grad nektet fordelene med kommandokø. Derimot har operasjoner med overlapp og kø vært vanlig i andre lagringsbusser; spesielt hadde SCSIs versjon av merkede kommandokøer ikke behov for å være kompatibel med APIer designet for ISA, slik at den kunne oppnå høy ytelse med lav overhead på busser som støttet førsteparts DMA som PCI. Dette har lenge blitt sett på som en stor fordel med SCSI.

Serial ATA -standarden har støttet native command queuing (NCQ) siden den første utgivelsen, men den er en valgfri funksjon for både vertskort og målenheter. Mange foreldede PC-hovedkort støtter ikke NCQ, men moderne SATA-harddiskstasjoner og SATA solid-state-stasjoner støtter vanligvis NCQ, noe som ikke er tilfelle for flyttbare (CD/DVD) stasjoner fordi ATAPI-kommandosettet som brukes til å kontrollere dem, forbyr køoperasjoner .

To enheter på én kabel - hastighetspåvirkning

Det er mange debatter om hvor mye en treg enhet kan påvirke ytelsen til en raskere enhet på den samme kabelen. Det er en effekt, men debatten er forvirret av uskarphet av to ganske forskjellige årsaker, kalt her "Laveste hastighet" og "En operasjon om gangen".

"Laveste hastighet"

På tidlige ATA -vertskort kan begge enheters dataoverføringer begrenses til hastigheten til den tregere enheten, hvis to enheter med forskjellige hastighetsmuligheter er på samme kabel.

For alle moderne ATA -vertskort er dette ikke sant, ettersom moderne ATA -vertskort støtter uavhengig enhetstiming . Dette gjør at hver enhet på kabelen kan overføre data med sin egen beste hastighet. Selv med tidligere adaptere uten uavhengig timing, gjelder denne effekten bare for dataoverføringsfasen til en lese- eller skriveoperasjon.

"En operasjon om gangen"

Dette er forårsaket av utelatelse av både overlappede og køede funksjonssett fra de fleste parallelle ATA -produkter. Bare én enhet på en kabel kan utføre en lese- eller skriveoperasjon om gangen; Derfor vil en rask enhet på samme kabel som en treg enhet under kraftig bruk finne at den må vente på at den langsomme enheten skal fullføre oppgaven først.

Imidlertid vil de fleste moderne enheter rapportere skriveoperasjoner som fullførte når dataene er lagret i hurtigbufferminnet ombord, før dataene skrives til (langsom) magnetisk lagring. Dette gjør at kommandoer kan sendes til den andre enheten på kabelen, noe som reduserer virkningen av grensen "en operasjon om gangen".

Virkningen av dette på systemets ytelse avhenger av applikasjonen. For eksempel, når du kopierer data fra en optisk stasjon til en harddisk (for eksempel under installasjon av programvare), vil denne effekten sannsynligvis ikke ha noen betydning. Slike jobber er nødvendigvis begrenset av hastigheten på den optiske stasjonen, uansett hvor den er. Men hvis den aktuelle harddisken også forventes å gi god gjennomstrømning for andre oppgaver samtidig, bør den sannsynligvis ikke være på samme kabel som den optiske stasjonen.

HDD -passord og sikkerhet

ATA -enheter kan støtte en valgfri sikkerhetsfunksjon som er definert i en ATA -spesifikasjon, og dermed ikke spesifikk for noe merke eller enhet. Sikkerhetsfunksjonen kan aktiveres og deaktiveres ved å sende spesielle ATA -kommandoer til stasjonen. Hvis en enhet er låst, vil den nekte all tilgang til den er låst opp.

En enhet kan ha to passord: Et brukerpassord og et hovedpassord; en eller begge kan settes. Det er en hovedpassordidentifikatorfunksjon som, hvis den støttes og brukes, kan identifisere gjeldende hovedpassord (uten å avsløre det).

En enhet kan låses i to moduser: Høy sikkerhetsmodus eller Maksimal sikkerhetsmodus. Bit 8 i ordet 128 i IDENTIFY -svaret viser hvilken modus disken er i: 0 = Høy, 1 = Maksimum.

I modusen Høy sikkerhet kan enheten låses opp med enten bruker- eller hovedpassordet ved hjelp av ATA -kommandoen "SIKKERHET LÅS OPP ENHET". Det er en forsøksgrense, normalt satt til 5, hvoretter disken må slås på eller slettes hardt for å låse opp igjen. Også i modusen Høy sikkerhet kan kommandoen SECURITY ERASE UNIT brukes med enten bruker- eller hovedpassordet.

I modusen Maksimal sikkerhet kan enheten bare låses opp med brukerpassordet. Hvis brukerpassordet ikke er tilgjengelig, er den eneste gjenværende måten for å få minst den bare maskinvaren tilbake til en brukbar tilstand, å utstede kommandoen SIKKERHET ERASE FORBEREDELSE, umiddelbart etterfulgt av SIKKERHET ERASE ENHET. I Maksimal sikkerhetsmodus krever SECURITY ERASE UNIT -kommandoen hovedpassordet og vil slette alle data på disken fullstendig. Ord 89 i IDENTIFY -svaret indikerer hvor lang tid operasjonen vil ta.

Selv om ATA -låsen er ment å være umulig å beseire uten et gyldig passord, er det påståtte løsninger for å låse opp en enhet.

Eksterne parallelle ATA -enheter

PATA til USB -adapter. Den er montert på baksiden av en DVD-RW optisk stasjon inne i et eksternt etui

På grunn av kort spesifikasjon for kabellengde og skjermingsproblemer er det ekstremt uvanlig å finne eksterne PATA -enheter som bruker PATA direkte for tilkobling til en datamaskin. En enhet som er koblet eksternt, trenger ekstra kabellengde for å danne en U-formet bøyning slik at den eksterne enheten kan plasseres ved siden av, eller på toppen av datamaskinhuset, og standard kabellengde er for kort til å tillate dette. For lett rekkevidde fra hovedkort til enhet, har kontaktene en tendens til å være plassert mot forkanten av hovedkortene, for tilkobling til enheter som stikker ut fra fronten på datamaskinhuset. Denne frontposisjonen gjør forlengelsen på baksiden til en ekstern enhet enda vanskeligere. Båndkabler er dårlig skjermet, og standarden er avhengig av at kabelen skal installeres inne i et skjermet datamaskinveske for å oppfylle grensene for RF -utslipp.

Eksterne harddisker eller optiske stasjoner som har et internt PATA -grensesnitt, bruker annen grensesnittteknologi for å bygge bro mellom avstanden mellom den eksterne enheten og datamaskinen. USB er det vanligste eksterne grensesnittet, etterfulgt av Firewire. En brobrikke inne i de eksterne enhetene konverterer fra USB -grensesnittet til PATA, og støtter vanligvis bare en enkelt ekstern enhet uten kabelvalg eller master/slave.

Compact Flash -grensesnitt

Kompakt blits er et miniatyr ATA -grensesnitt, litt modifisert for også å kunne levere strøm til CF -enheten.

Compact Flash i IDE -modus er i hovedsak et miniatyrisert ATA -grensesnitt, beregnet for bruk på enheter som bruker lagringsplass for flashminne. Ingen grensesnittbrikker eller kretser kreves, annet enn å tilpasse den mindre CF -kontakten direkte til den større ATA -kontakten. (Selv om de fleste CF -kort bare støtter IDE -modus opp til PIO4, noe som gjør dem mye tregere i IDE -modus enn deres CF -kompatible hastighet)

ATA -kontaktspesifikasjonen inkluderer ikke pinner for strømforsyning til en CF -enhet, så strøm settes inn i kontakten fra en egen kilde. Unntaket fra dette er når CF-enheten er koblet til en 44-pinners ATA-buss designet for 2,5-tommers harddiskstasjoner, som vanligvis finnes i bærbare datamaskiner, da denne bussimplementeringen må gi strøm til en standard harddiskstasjon.

CF -enheter kan betegnes som enheter 0 eller 1 på et ATA -grensesnitt, men siden de fleste CF -enheter bare tilbyr en enkelt kontakt, er det ikke nødvendig å tilby dette valget til sluttbrukere. Selv om CF kan være hot-pluggbar med flere designmetoder, er den som standard ikke koblet til et ATA-grensesnitt som standard.

ATA -standardversjoner, overføringshastigheter og funksjoner

Tabellen nedenfor viser navnene på versjonene av ATA -standardene og overføringsmodusene og prisene som støttes av hver. Vær oppmerksom på at overføringshastigheten for hver modus (for eksempel 66,7 MB/s for UDMA4, vanligvis kalt "Ultra-DMA 66", definert av ATA-5) gir maksimal teoretisk overføringshastighet på kabelen. Dette er ganske enkelt to byte multiplisert med den effektive klokkefrekvensen, og forutsetter at hver klokkesyklus brukes til å overføre sluttbrukerdata. I praksis reduserer selvsagt protokolloverhead denne verdien.

Overbelastning på vertsbussen som ATA -adapteren er koblet til, kan også begrense den maksimale burst -overføringshastigheten. For eksempel er maksimal dataoverføringshastighet for konvensjonell PCI -buss 133 MB/s, og denne deles mellom alle aktive enheter på bussen.

I tillegg, ingen ATA harddisker eksisterte i 2005 som var i stand til å målte vedvarende overføringshastigheter på over 80 MB / s. Videre gir vedvarende overføringshastighetstester ikke realistiske forventninger til gjennomstrømning for de fleste arbeidsmengder: De bruker I/O -laster som er spesielt designet for å møte nesten ingen forsinkelser fra søketid eller rotasjonsforsinkelse. Harddiskytelse under de fleste arbeidsmengder er begrenset først og andre av disse to faktorene; overføringshastigheten på bussen er en fjern tredjedel i betydning. Derfor påvirker overføringshastighetsgrensene over 66 MB/s virkelig ytelsen bare når harddisken kan tilfredsstille alle I/O -forespørsler ved å lese fra den interne hurtigbufferen - en veldig uvanlig situasjon, spesielt med tanke på at slike data vanligvis allerede er bufret av operativsystemet .

Fra juli 2021 kan mekaniske harddiskstasjoner overføre data på opptil 524 MB/s, noe som er langt utenfor egenskapene til PATA/133 -spesifikasjonen. Solid-state-stasjoner med høy ytelse kan overføre data på opptil 7000–7500 MB/s.

Bare Ultra DMA -modusene bruker CRC for å oppdage feil i dataoverføring mellom kontrolleren og stasjonen. Dette er en 16-biters CRC, og den brukes bare for datablokker. Overføring av kommando- og statusblokker bruker ikke hurtigsignaliseringsmetodene som ville kreve CRC. Til sammenligning brukes 32-biters CRC i Serial ATA for både kommandoer og data.

Funksjoner introdusert for hver ATA -revisjon

Hastighet på definerte overføringsmoduser

Relaterte standarder, funksjoner og forslag

ATAPI flyttbar medieenhet (ARMD)

ATAPI-enheter med flyttbare medier, andre enn CD- og DVD-stasjoner, er klassifisert som ARMD (ATAPI Removable Media Device) og kan vises enten som en superdiskett (ikke-partisjonert media) eller en harddisk (partisjonert media) til operativsystemet . Disse kan støttes som oppstartbare enheter av et BIOS som overholder ATAPI Removable Media Device BIOS Specification , opprinnelig utviklet av Compaq Computer Corporation og Phoenix Technologies . Den angir bestemmelser i BIOS i en personlig datamaskin for å tillate maskinen å bli bootstrapped fra enheter som Zip-stasjoner , Jaz stasjoner , Superdisk (LS-120) stasjoner, og lignende enheter.

Disse enhetene har flyttbare medier som diskettstasjoner , men kapasitetene står bedre i forhold til harddisker og programmeringskrav i motsetning til begge. På grunn av begrensninger i diskettkontrollgrensesnittet, var de fleste av disse enhetene ATAPI- enheter, koblet til et av vertsmaskinens ATA-grensesnitt, på samme måte som en harddisk eller CD-ROM- enhet. Imidlertid støtter eksisterende BIOS -standarder ikke disse enhetene. Et ARMD-kompatibelt BIOS gjør at disse enhetene kan startes opp fra og brukes under operativsystemet uten å kreve enhetsspesifikk kode i operativsystemet.

En BIOS -implementerende ARMD lar brukeren inkludere ARMD -enheter i oppstartsøkordren. Vanligvis er en ARMD -enhet konfigurert tidligere i oppstartsrekkefølgen enn harddisken. På samme måte som en diskettstasjon, hvis oppstartsmedier er tilstede i ARMD -stasjonen, starter BIOS fra den; hvis ikke, fortsetter BIOS i søkeordren, vanligvis med harddisken sist.

Det er to varianter av ARMD, ARMD-FDD og ARMD-HDD. Opprinnelig fikk ARMD enhetene til å fremstå som en slags veldig stor diskettstasjon, enten den primære diskettenheten 00h eller den sekundære enheten 01h. Noen operativsystemer krev kodeendringer for å støtte disketter med kapasiteter som er langt større enn noen vanlig diskettstasjon. Emulering av standard diskettstasjoner viste seg å være uegnet for visse diskettstasjoner med høy kapasitet, for eksempel Iomega Zip-stasjoner . Senere ble ARMD-HDD, ARMD- "Harddiskenhet", variant utviklet for å løse disse problemene. Under ARMD-HDD vises en ARMD-enhet for BIOS og operativsystemet som en harddisk.

ATA over Ethernet

I august 2004 spesifiserte Sam Hopkins og Brantley Coile of Coraid en lett ATA over Ethernet -protokoll for å bære ATA -kommandoer over Ethernet i stedet for å koble dem direkte til en PATA -vertsadapter. Dette tillot den etablerte blokkprotokollen å bli gjenbrukt i SAN -applikasjoner ( Storage Area Network ).

Se også

Referanser

Eksterne linker

• CE-ATA arbeidsgruppe